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Acute respiratory distress syndrome : patient’s derived pulmonary organoid model development and study of the systemic fibrinolysis in a translational approach
No full textLe Syndrome de Détresse Respiratoire Aiguë (SDRA) est une pathologie fréquente, caractérisée par une hypoxémie sévère et une atteinte diffuse de la barrière alvéolo-capillaire. Malgré les progrès de la prise en charge ventilatoire, la mortalité reste élevée, et les échecs thérapeutiques soulignent la nécessité d’une meilleure compréhension de sa physiopathologie.Ce travail de thèse s’est articulé autour de deux axes : premièrement, nous avons développé un protocole original de culture d’organoïdes pulmonaires à partir de tissu humain sain, sans recours au Matrigel, dont les limites (variabilité, orientation interne des structures) sont établies. Les organoïdes obtenus, composés de pneumocytes de type 2 et de cellules club, avec une orientation « apical-out » reproduisant l’architecture épithéliale du poumon distal.Ensuite, nous avons exploré les liens entre les anomalies de la fibrinolyse systémique et les altérations physiologiques observées au cours du SDRA. À partir d’une cohorte prospective, nous avons mis en évidence une corrélation entre un taux élevé de PAI-1 et une augmentation de l’espace mort alvéolaire — paramètre clé du déséquilibre ventilation/perfusion.Ce travail propose un nouvel outil in vitro pertinent pour l’étude du poumon distal et met en lumière le rôle potentiel de l’état hypofibrinolytique dans la phase initiale du SDRA. Ceci ouvre des perspectives pour une stratification plus fine des patients et l’identification de cibles thérapeutiques futures.Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) is a common condition, characterized by severe hypoxemia and diffuse injury to the alveolo-capillary barrier. Despite advances in ventilatory management, mortality remains high, and therapeutic failures highlight the need for a better understanding of its pathophysiology.This thesis work was structured around two approaches: in the first one, we developed an original protocol for generating human lung organoids from healthy tissue, without using Matrigel — a commonly used but highly variable extracellular matrix. The organoids obtained were composed of type 2 pneumocytes and club cells, organized in an "apical-out" orientation that mimics the architecture of the distal lung epithelium.The second part investigated the relationship between systemic fibrinolysis impairment and key physiological disturbances of ARDS. In a prospective cohort, we observed a correlation between elevated PAI-1 levels and increased alveolar dead space — a key marker of ventilation/perfusion mismatch in ARDS.This work provides both a novel in vitro model for studying distal lung biology and new insight into the potential role of early hypofibrinolysis in ARDS. These findings may contribute to improve patient phenotyping and identification of future therapeutic targets
Microparticles in septic shock, pathogenic biomarkers and potential therapeutic targets
No full textLe choc septique est caractérisé par une intense activation cellulaire marquée par une génération excessive de microparticules (MPs), libérées dans l’espace extracellulaire suite à un remaniement de la membrane plasmique. Les MPs participeraient à la dysfonction cardiovasculaire et à la coagulopathie du choc septique. Nous avons exploré l’intérêt des MPs circulantes comme marqueurs pathogènes, en étudiant l’effet d’acides gras exogènes sur le remodelage de la membrane plasmique et la genèse des MPs, in-vitro dans un modèle de cellules en culture stimulées par une endotoxine et in vivo chez le rat septique. Nous avons ensuite caractérisé l’activation cellulaire du choc septique chez l’homme, en utilisant les MPs circulantes comme témoins de la dysfonction du compartiment vasculaire, puis montré la place des MPs comme cibles thérapeutiques potentielles au cours du choc septique, par leur modulation pharmacologique dans un modèle de choc septique chez le rat.Nous montrons ainsi l’intérêt des MPs comme un nouvel outil dans l’exploration de nouvelles pistes physiopathologiques du choc septique et comme cibles pharmacologiquement modulables à des fins éventuellement thérapeutiques.Septic shock is characterized by an intense cell activation marked by an excessive generation of microparticles (MPs), released into the extracellular space after plasma membrane remodeling. MPs take part in cardiovascular dysfunction and coagulopathy of septic shock. We investigated the role of circulating MPs as pathogenic markers, by studying the effects of exogenous fatty acids on plasma membrane remodeling and MP generation, in vitro with cultured cells stimulated by an endotoxin and and in vivo in septic rats. We have then characterized the cellular activation of septic shock in humans, using circulating MPs as evidence of vascular dysfunction and shown the place of MPs as potential therapeutic targets, through their pharmacological modulation in a rat model of septic shock.We have therefore shown the interest of MPs as a new tool to explore septic shock pathophysiology and as therapeutic targets than can be pharmacologically modulated
Impact of endothelial and leukocyte senescence in circulatory shock states
No full textParmi les conséquences à long terme du sepsis (également appelé "syndrome post-sepsis"), l'augmentation du risque de développer des complications cardiovasculaires inexpliquées et/ou un épisode infectieux récurrent sont des préoccupations émergentes. Ces complications expliquent en grande partie la morbi-mortalité chez les survivants d’un choc septique. Récemment, la sénescence, définie comme l’arrêt irréversible du cycle cellulaire, a été identifiée comme un mécanisme de dysfonction cellulaire qui perdure dans le temps. Habituellement liée à l’âge lorsqu’il s’agit de sénescence réplicative, elle peut aussi être « induite » de manière « prématurée » par un stress majeur. Ainsi,une sénescence prématurée induite par le choc septique au niveau du système cardio-vasculaire et immunitaire pourrait en partie contribuer à la physiopathologie et aux conséquences à long terme du syndrome post-sepsis. Ce travail de thèse a pour objectif d’appréhender les relations potentielles entre le sepsis et la sénescence prématurée induite (ou sénescence accélérée). En particulier, les mécanismes cellulaires clés contribuant aux infections récurrentes et aux événements cardiovasculaires chez des patients convalescents déjà lourdement affectés par un choc septique. Les principaux résultats de nos travaux sont que le sepsis induit un dysfonctionnement artériel avec une acquisition in situ, dépendante du temps, d'un phénotype d'inflammation et de sénescence dans les artères de conduction et de résistance, ce qui indique un effet systémique persistant pouvant expliquer en partie la physiopathologie des conséquences cardio-vasculaires à long terme.Among the long-term consequences of sepsis (also called "post-sepsis syndrome"), the increased risk of developing unexplained cardiovascular complications and/or a recurrent infectious episode are emerging concerns. These complications account for much of the morbidity and mortality in survivors of septic shock. Recently, senescence, defined as irreversible cell cycle arrest, has been identified as a mechanism of cell dysfunction that persists over time. Usually linked to age when it is replicative senescence, it can also be "induced" in a "premature" way by a major stress. Thus, premature senescence induced by septic shock at the level of the cardiovascular and immune system could partly contribute to the pathophysiology and long-term consequences of the post-sepsis syndrome.The aim of our work is to understand the potential relationship between sepsis and induced premature senescence (or accelerated senescence). In particular, the key cellular mechanisms contributing to recurrent infections and cardiovascular events in convalescent patients already heavily affected by sepsis. The main finding of our work is that sepsis induced arterial dysfunction with a time dependent in situ acquisition of inflammation and senescence phenotype in both conductance and resistance arteries, therefore pointing at a systemic long-lasting effect that may partly explain the pathophysiology of long-term cardiovascular consequences
Vascular and muscular dysfunctions in acute and chronic injury models. What is the place for a pharmacological modulation of oxidative stress?
No full textLe but de notre travail était l’étude des dysfonctions artérielle et musculaire dans des modèles d’agression aiguë et chronique puis l’évaluation de l’effet de la modulation pharmacologique du stress oxydant sur les anomalies vasculaires induites. Dans le modèle aigu de choc endotoxinique chez la souris, l’administration d’albumine humaine a permis d’augmenter leur survie, d’améliorer l’hyporéactivité vasculaire et la dysfonction endothéliale grâce à des propriétés ,concentration-dépendante, anti-oxydantes, modulatrices de l’inflammation, aboutissant à une diminution de l’expression de la NOS inductible et à une amélioration fonctionnelle et quantitative de la NOS endothéliale. L’administration chronique chez le rat de ciclosporine ou d’évérolimus induit une dysfonction endothéliale caractérisée par une altération de la voie de signalisation du NO et de l’EDHF et associée à une augmentation locale du stress oxydant. Au niveau musculaire cardiaque, seul l’évérolimus induit une augmentation de radicaux libres et une diminution de la respiration mitochondriale ventriculaire droite. L’administration préventive de polyphénols a permis, une amélioration de la composante EDHF de la dysfonction endothéliale, ciclosporine-induite, via une diminution de la surexpression de la NADPH oxydase et du stress oxydant vasculaire. Ainsi, le stress oxydant est une entité commune, impliquée dans la genèse de dysfonctions vasculaire et musculaire. Sa modulation par l’administration d’albumine ou de polyphénols a permis respectivement l’amélioration de l’hyporéactivité vasculaire du choc endotoxinique et de la dysfonction endothéliale dans nos deux modèles.The aim of this work was to study the arterial and muscular dysfunctions in two rodent models of acute and chronic injuries, then the evaluation of pharmacological evaluation of oxidative stress on vascular abnormalities induced in these models.In the acute model, a mouse endotoxic shock, human serum albumin administration improved survival, endothelial dysfunction and reduced vascular hyporeactivity thanks to its concentration-dependant , anti-oxidative and anti-inflammatory properties, leading to a decrease of inductible NOS expression and an qualitative and quantitative increase of endothelial NOS.In the chronic model, rat’s administration of ciclopsorine and everolimus induced an endothelial dysfunction characterized by alterations of both NO and EDHF pathways and associated with an in situ oxidative stress. In the cardiac muscle, an increase of reactive oxygen species and a decrease of right ventricle mitochondrial respiratory chain complexes activities was observed only with everolimus. The preventive administration of polyphenols markedly increased the blunted EDHF component, but not the NO component, of the cyclosporine-induced endothelial dysfunction by reducing NADPH oxidase over expression and oxidative vascular stress. Finally, oxidative stress is a common entity, implicated in genesis of vascular and muscular dysfunctions. Its modulation by human albumin or polyphenols administration improves respectively arterial hyporeactivity of endotoxinic shock and endothelial dysfunction in our two models
Neutrophils’ activation during septic shock
No full textCe travail visait à étudier l’activation des polynucléaires neutrophiles (PNNs) au cours du choc septique. Après une introduction sur la physiopathologie du choc septique, de la coagulation intravasculaire disséminée (CIVD) et des PNNs, nous rapportons différents résultats expérimentaux et cliniques. Dans une étude prospective sur 100 patients, nous avons montré que l’activation des PNNs, mesurée par leur fluorescence en cytométrie en flux pourrait représenter un marqueur diagnostique original de la CIVD du choc septique. Ensuite, nous avons mis en évidence un des mécanismes de l’activation des PNNs, la NETose, à l’aide de marqueurs sériques. Afin de confirmer la relevance de ce phénomène, nous avons visualisé les NETs spécifiquement dans le sang de patients en choc septique avec CIVD en immunofluorescence. Enfin, nous avons identifié des protéines associées à l’activation du PNN dans la CIVD du choc septique par une étude protéomique, afin d’en envisager les mécanismes. Le PNN pourrait ainsi être un acteur incontournable de la dérégulation de l’immunothrombose au cours de la CIVD, et être envisagé comme cible thérapeutique.This PhD thesis focused on the activation of polymorphonuclear granulocytes (PMNs) during septic shock. After an introduction including an overview on pathophysiology of septic shock, disseminated intravascular coagulation (DIC) and PMNs, original experimental and clinical data are reported. In a prospective study, we enrolled 100 patients and showed that neutrophils’ activation measured by neutrophil fluorescence using flow cytometry could represent an original biomarker of septic shock-induced DIC. Furthermore, we highlighted a mechanism of neutrophil’s activation: NETosis, through assessment of indirect serum’s markers associated specifically to DIC during septic shock. In order to confirm the relevance of this result, we reported a direct visualization of circulating NETs in blood of DIC-patients using immunofluorescence. Finally, we performed a proteomic study and identified some proteins involved in neutrophils’ activation during septic shock-induced DIC. Thus, PMN could represent an important actor of immunothrombosis’ deregulation during DIC, and could be considered as a potential therapeutic target
Monitoring of intensive care unit acquired infections : a clinical and biological approach
No full textLa surveillance des infections acquises en réanimation (IAR) représente un outil majeur dans la stratégie de lutte contre les infections nosocomiales. Nous avons enrichi la base de données de surveillance REA-RAISIN avec des données médico-administratives du PMSI afin de disposer d’informations sur l’hospitalisation complète et d’analyser des facteurs de risques supplémentaires. L’étude descriptive détaillée des 11 années de notre cohorte a permis de montrer des variations temporelles et les groupes les plus à risque. L’estimation de l’impact de ces IAR sur la mortalité et la durée de séjour nécessite des techniques statistiques multiples afin de prendre en compte les biais dont la durée d’apparition de l’IAR et le risque compétitif. Cet impact dépend du type d’IAR. La mortalité est très impactée par les bactériémies, peu par les pneumopathies et pas par les infections urinaires. L’augmentation de la durée de séjour est la plus importante pour les pneumopathies, suivie des infections urinaires et est modérée pour les bactériémies. L’étude du portage de S. aureus méticillino-résistant est parue insuffisante pour détecter des épidémies.Monitoring the infection acquired in intensive care units (ICU-AI) is a strategic tool for the control of hospital-associated infections. We enhanced the national surveillance database REA-RAISIN with the local diagnosis-related group database. This allows us to have data on the whole hospitalization and assess additional risk factors. The assessment of the impact of these ICU-AI on mortality and length of stay needs appropriate and multiple statistical analysis to take in account various potential bias, including time-dependent bias and competitive risk. This impact is a function of the kind of IAR. Mortality is most affected by bacteremia, more lightly by pneumonia and stay equivalent for patients with or without urinary tract infections. On the other hand, excess of length of stay was the most important for patients with pneumonia and urinary tract infections but moderate for those with bacteremia.Finally, studying the carriage of methicillin-resistant S. aureus appeared insufficient to detect outbreaks and does not measure the risk associated with SASM carriage
Study of neutrophil activation mechanisms during septic shock associated with disseminated intravascular coagulation (DIC)
No full textLa coagulation intravasculaire disséminée (CIVD) est une complication sévère du choc septique. Sa physiopathologie est notamment caractérisée par une activation cellulaire, notamment des polynucléaires neutrophiles (PNN) via les Neutrophils Extracellular Traps (NET) qui capturent les pathogènes, jouant un rôle essentiel dans l’activation de la coagulation et le recrutement de cellules immunitaires. Dans ce travail, nous avons étudié dans les PNN de 80 patients l’expression des TLR (qui reconnaissent les pathogènes) et mis en évidence des différences d’expression dans les formes sévères d’infection. D’autre part, nous avons étudié les protéines associées à l’activation du PNN dans la CIVD du choc septique identifiées par analyse protéomique, révélant le rôle majeur du complexe Mini Chromosome Maintenance dans la survenue de la NETose. Ce résultat confirme le rôle des PNN dans les phénomènes de thrombose et permet d’envisager de nouvelles cibles thérapeutiques dans la CIVD du choc septique.Disseminated intravascular coagulation (DIC) is a severe complication of septic shock. Its pathophysiology is notably characterized by cellular activation, particularly of polymorphonuclear neutrophils (PMNs) through Neutrophil Extracellular Traps (NETs), which capture pathogens and play a crucial role in coagulation activation and immune cell recruitment. In this study, we investigated the expression of Toll-Like Receptors (TLRs), which recognize pathogens, in PMNs from 80 patients, highlighted differences in expression in severe forms of infection. Furthermore, we investigated proteins associated with PMN activation in DIC of septic shock identified through proteomic analysis, highlighting the significant role of the Mini Chromosome Maintenance complex in NETosis. This finding confirms the role of PMNs in thrombotic events and suggests new therapeutic targets for DIC in septic shock
Menbrane microparticles during severe septic challenge : cellular, pathophysiological and clinical aspects
No full textCe travail porte sur le rôle des microparticules procoagulantes (MPs) générées par les cellules vasculaires en réponse à un état septique. Après une introduction rappelant la structure et les propriétés des microparticules et la réponse del’hôte à un agent pathogène, en particulier en terme d’activation de la coagulation, nous rapportons nos travauxexpérimentaux et cliniques. Le premier travail a été réalisé sur un modèle cellulaire de vésiculation induite par le LPS. Il nous a permis de caractériser le transfert du complexe CD14/TLR4 à différents types cellulaires in-vitro dépourvus du récepteur au LPS. Ainsi, les MPs monocytaires pourraient avoir un rôle d’amplification de la réponse inflammatoire mais aussi dans la réponse anti-inflammatoire secondaire en participant à l’apoptose lymphocytaire. Le second travail aété réalisé chez l’animal. Après induction d’un choc septique, nous avons observé une amélioration hémodynamique enréponse à la perfusion de protéine C activée associée à une modulation du phénotype des MPs. Réinjectées à des ratsnaïfs, les MPs issues des rats septiques traités par protéine C activée développaient une moindre vasoplégie. Enfin, nous avons réalisé une étude prospective sur 100 patients en choc septique. Nous avons ainsi pu caractériser la présence d’une concentration élevée de microparticules procoagulantes, avec une variation phénotypique en présence de coagulation intravasculaire disséminée (CIVD) : réduction du contingent plaquettaire au profit des MPs d’origine leucocytaires qui deviennent prépondérantes et témoignent d’une activation leucocytaire accrue, et surtout une activation des cellules endothéliales avec génération de MPs porteuses d’endogline (CD105). En analyse multivariée,CD105+-MPs étaient fortement associée à la CIVD et pourraient constituer un marqueur précoce de l’atteinte endothéliale au cours du choc septique.This work focused on procoagulant microparticles shed after vascular cells stress during sepsis. The first part gives an overview on MPs and host response during pathogen challenge. The first lab experimental work confirms direct and functional transfer of CD14/TLR4 LPS sensor by MPs shed to target cells after monocytic THP-1 challenge by LPS.CD14-MPs amplify LPS-induced apoptosis in monocytes but also prompted lymphocyte apoptosis and could play a role in secondary anti-inflammatory response. Then, septic shock was induced in rats after caecal ligature and puncture.Activated protein C (APC) infusion improved haemodynamic parameters and alter septic microparticular content. Infused in naïve rats, APC-treated MPs were associated with reduced hypotension and inflammatory response, confirming cytoprotective effect of both APC and APC-induced MPs. Finally, we performed a clinical prospective study in 3 medical ICU in France. Patients referred for septic shock had an increased level of circulating procoagulant MPs regardless disseminated intravascular coagulopathy (DIC) diagnosis. Nevertheless, DIC patients evidenced a specific pattern with lower platelet-MPs, increased leucocyte-MPs and specific endothelial cells activation with endoglin (CD105) shedding. In multiple logistic regression analysis, CD105-MPs were strongly associated with DIC and were evidenced before DIC diagnosis according to routine laboratory assays
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
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